計算機硬件及網絡第十一章PPT課件

1、 Intel Intel公司的公司的82798279芯片是芯片是1 1種通用可編程鍵盤顯示器接種通用可編程鍵盤顯示器接口電路芯片，它能完成監(jiān)視鍵盤輸入和顯示控制口電路芯片，它能完成監(jiān)視鍵盤輸入和顯示控制2 2種功能。種功能。 82798279對鍵盤部分提供對鍵盤部分提供1 1種掃描工作方式，能對種掃描工作方式，能對6464個按鍵鍵盤個按鍵鍵盤陣列不斷掃描，自動消抖，自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，陣列不斷掃描，自動消抖，自動識別出閉合的鍵并得到鍵號，能對雙鍵或能對雙鍵或N N鍵同時按下進行處理。鍵同時按下進行處理。 顯示部分為顯示部分為LEDLED或其它顯示器提供了按掃描方式工作的顯示或其它顯示

2、器提供了按掃描方式工作的顯示接口，可顯示多達接口，可顯示多達1616位的字符或數字。位的字符或數字。摘自【單片機原理與應用單片機原理與應用】 張毅剛P246第1頁/共33頁11.1 利用通用鍵盤利用通用鍵盤/ /顯示器接口芯片顯示器接口芯片8279實現鍵盤實現鍵盤/ /顯示器接口顯示器接口1 182798279的引腳及內部結構的引腳及內部結構第2頁/共33頁 28279引腳功能介紹引腳功能介紹 （1）與與CPU的接口引腳的接口引腳 DBODB7 數據總線、雙向、三態(tài)，與單片機數據總線相連，在CPU和8279之間傳送命令或數據。 CLK 系統(tǒng)時鐘輸入線。用于8279內部定時，以產生其工作所需的時

3、序。 RESET 復位輸入線。高電平有效。該引腳為高電平時，8279被復位，復位后的狀態(tài)如下： 16個字符左邊輸入顯示方式 編碼掃描鍵盤、雙鍵鎖定方式 片選線，輸入、低電平有效。 0，8279被選中，允許單片機對其進行讀、寫操作； 1，禁止對8279讀、寫。CSCSCS第3頁/共33頁 A0 A01時，CPU寫入8279的字節(jié)是命令字。從8279讀出的字節(jié)是狀態(tài)字。 A00時，寫入或讀出的字節(jié)均為數據。 、 讀、寫控制引腳。輸入線，低電平有效。這兩個來自微機的控制信號，控制微機對8279的讀出、寫入操作。 IRQ 中斷請求線，高電平有效。在鍵盤工作方式中，當鍵盤RAM（為先進先出方式）中存有按

4、下鍵的數據時，IRQ為高電平，向CPU提出中斷申請。CPU每次從鍵盤RAM中讀出1B數據時IRQ就變?yōu)榈碗娖?。如果鍵盤RAM中還有未讀完的數據，IRQ將再次變?yōu)楦唠娖?，再次提出中斷請求。?）掃描信號輸出引腳掃描信號輸出引腳 SL0SL3 掃描輸出線。這4條輸出線用來掃描鍵盤和顯示器。它們可以編程設定為編碼輸出，即SL0SL3外接4線-16線譯碼器，譯碼器輸出16中取1的掃描信號，也可編程設定為譯碼輸出，即由SL0SL3直接輸出4中取1的掃描信號。RDWR第4頁/共33頁（3）與鍵盤連接的引腳與鍵盤連接的引腳 RL0 RL7 輸入線。它們是鍵盤矩陣的行信號輸入線。 SHIFT 輸入線，高電平有

5、效，通常用作鍵盤上、下?lián)豕δ艿目刂奇I。 CNTLSTB 輸入線，高電平有效。在鍵盤方式時，通常用來作為鍵盤控制功能鍵使用。（4）與顯示器連接的引腳與顯示器連接的引腳 OUTA0OUTA3（A組顯示數據）、OUTB0OUTB3（B組顯示數據） 這2組引腳均是顯示信息輸出線（例如，向LED顯示器輸出的段碼），它們掃描信號線SL0SL3同步。2組可以獨立使用，也可以合并使用。 消隱顯示控制，低電平有效。該輸出信號用于顯示位切換時的顯示消隱或將顯示器的顯示消隱。BD第5頁/共33頁3. 8279的基本功能部件 8279中與鍵盤顯示器掃描有關的基本功能部件如下：（l）掃描計數器掃描計數器 掃描計數器有2

6、種輸出方式。按編碼方式工作時，計數器作二進制計數。4位計數狀態(tài)從掃描線 SL0 SL3輸出，經外部譯碼器4線-16線譯碼后，為鍵盤和顯示器提供16中取1的掃描線。按譯碼方式工作時，掃描計數器的最低2位在8279內部被譯碼后，從SL0SL3輸出，為鍵盤和顯示器直接提供了4中取1的掃描線。（2）鍵盤去抖動及回復緩沖器鍵盤去抖動及回復緩沖器 8根引腳RL0RL7被接到鍵盤矩陣的行線。在逐列掃描時，當某一鍵閉合，消抖電路延時等待10 ms之后，再檢驗該鍵是否仍閉合。若閉合，則該鍵的行、列地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數據，送入8279內部的鍵盤RAM存儲器。格式為：D7D6D5D4D3D2D1

7、D0CNTLSHIFT掃描掃描掃描掃描掃描掃描回復回復回復回復回復回復第6頁/共33頁 控制（CNTL）和移位（SHIFT）的狀態(tài)由2個獨立的附加開關決定，而掃描（D5、D4、D3）和回復（D2、D1、D0）則是被按鍵的行、列位置數據，D5、D4、D3 3位是被按鍵的行編碼，而D2、D1、D0 3位是被按鍵的列編碼。 （3）鍵盤RAM及其狀態(tài)寄存器 鍵盤RAM是1個雙重功能的88位RAM。它是先進先出（FIFO）存儲器。內部的FIFO狀態(tài)寄存器用來存放FIFO的工作狀態(tài)，如FIFO是空還是滿，其中存有多少字符，是否操作出錯等等。當FIFO存儲器空間不足時，狀態(tài)邏輯將產生IRQ=1信號，向CPU

8、發(fā)出中斷申請。 在鍵盤陣列的行列交叉位置是開關傳感器時，鍵盤RAM存放著傳感器矩陣中的每一個傳感器的開關狀態(tài)。在此方式中，若檢查出傳感器的狀態(tài)變化，IRQ信號變?yōu)楦唠娖?，向CPU發(fā)出中斷申請。D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT掃描掃描掃描掃描掃描掃描回復回復回復回復回復回復第7頁/共33頁（4）顯示RAM和顯示地址寄存器 顯示RAM用來存放顯示數據。共16B，最多可以存放16位的顯示信息。在顯示過程中，這些信息被輪流從顯示寄存器輸出。而顯示寄存器則分成A、B 2組，即OUTA0OUTA3和 OUTB0OUTB3，它們可以單獨送數，也可以共同組成1個8位的字節(jié)。顯示寄存器的輸出與

9、顯示掃描配合，不斷從顯示RAM中讀出顯示數據，同時輪流驅動被選中的顯示位，使顯示器呈現出穩(wěn)定的顯示（動態(tài)掃描）。48279的命令字和狀態(tài)字的命令字和狀態(tài)字 8279是可編程接口芯片。編程就是CPU向8279寫入命令控制字，共有8條。命令字的高3位D7、D6和D5為命令特征位，用來區(qū)分8條不同的命令。各條命令介紹如下： 第8頁/共33頁（1 1）鍵盤顯示方式設置命令字）鍵盤顯示方式設置命令字 D7D6D5D4D3D2D1D0000DDKKK 高3位D7、D6、D5位為特征位000。 D4、D3 2位用來設定顯示器的顯示方式，其定義如下：D4D3顯示方式顯示方式00左邊輸入的左邊輸入的8位字符顯示

10、位字符顯示01左邊輸入的左邊輸入的16位字符顯示位字符顯示10右邊輸入的右邊輸入的8位字符顯示位字符顯示11右邊輸入的右邊輸入的16位字符顯示位字符顯示第9頁/共33頁 8279最多可用來控制16位LED顯示器，當顯示位數超過8位時，均需設定為16位字符顯示。顯示器的每一位對應8279內部的1個8位的顯示RAM單元。CPU將顯示數據寫入顯示RAM單元時，有左邊輸入和右邊輸入2種方式。左邊輸入是地址為015的顯示緩沖RAM單元分別對應于顯示器的0（左）位15（右）位。顯示位置從最左一位開始，顯示字符逐個向右順序排列。右邊輸入就是顯示位置從最右一位開始，以后逐次輸入顯示字符時，已有的顯示字符依次向

11、左移動。當16個顯示RAM都已寫滿時（從0地址開始寫，寫了16次），第17次寫，再從0地址開始寫入。第10頁/共33頁D2D1D0鍵盤工作方式000編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定001編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定010編碼掃描鍵盤，N鍵依次讀出011編碼掃描鍵盤，N鍵依次讀出100編碼掃描傳感器矩陣101編碼掃描傳感器矩陣110選通輸入，編碼掃描顯示器方式111選通輸入，譯碼掃描顯示器方式 當設定為內部譯碼工作方式時，內部掃描計數器的低2位在內部被譯碼后，再由SL0SL3輸出，此時SL0SL3已經是4選1的掃描信號線了。 D2、D1、D0為鍵盤工作方式選擇位，如下表。 當設定為編碼工作方式時，4位二進制計數

12、器的狀態(tài)從掃描線SL0SL3輸出，經外部4錢-16線譯碼器譯碼后，最多可為鍵盤顯示器提供16根掃描信號線（16選 1）。第11頁/共33頁 雙鍵鎖定，就是當鍵盤中同時有兩個或兩個以上的鍵被按下時，任何一個鍵的編碼信息均不能進入鍵盤RAM中，直至僅剩下一鍵保持閉合時，該鍵的編碼信息方能進入鍵盤RAM，這種工作方式可以避免誤操作信號進入計算機。 N鍵依次讀出，就是各個鍵的處理都與其它鍵無關。按下一個鍵時，片內去抖動電路等待兩個鍵盤掃描周期，然后檢查該鍵是否仍按著。如果仍按著，則該鍵編碼就送入鍵盤RAM中。一次可以按下任意個鍵，其它的鍵也可被識別出來并送入鍵盤RAM中。如果同時按下多個鍵，則按鍵盤掃

13、描過程發(fā)現它們的順序識別，并送入鍵盤RAM中。 掃描傳感器矩陣的工作方式，是指片內的去抖動邏輯被禁止掉，傳感器的開關狀態(tài)直接輸入鍵盤RAM中，雖然這種方式不能提供去抖動的功能，但有下述優(yōu)點：CPU知道傳感器閉合多久，何時釋放。每當檢測到傳感器內部狀態(tài)（開或閉）改變時，中斷線上的IRQ就變?yōu)楦唠娖?，提出中斷請求。?2頁/共33頁（2）程控時鐘命令程控時鐘命令D7D6D5D4D3D2D1D0001PPPPPD7、D6、D5=001為命令的特征位。D4、D3、D2、D1、D0=PPPPP決定了對外部輸入時鐘CLK進行分頻的分頻系數 N。通過對N的設定以獲得8279內部所需的100 KHZ的時鐘。例

14、如：外部時鐘頻率為2 MHZ，取N為20即可獲得100 KHZ的內部時鐘頻率。內部時鐘頻率的高低控制著掃描時間和鍵盤去抖動時間的長短。在內部時鐘為100KHz時，掃描時間為5l ms，去抖動時間為103 ms。注意：外部時鐘信號的周期應不小于 500 ns。第13頁/共33頁（3）讀鍵盤讀鍵盤RAM命令字命令字D7D6D5D4D3D2D1D0010AIAAAD7、D6、D5=010為該命令特征位。該命令字只在傳感器方式時使用。D2、D1、D0=AAA為傳感器RAM中的8個字節(jié)地址。D4=AI為自動增量特征位。當AI=1時，則每次讀出傳感器RAM之后，RAM地址將自動加 1，使地址指針指向順序的

15、下一個存儲單元。這樣下一次讀數便從下一個地址讀出，而不必重新設置讀鍵盤RAM命令。第14頁/共33頁（4）讀顯示讀顯示RAM命令命令D7D6D5D4D3D2D1D0100AIAAAAD7、D6、D5=100為該命令特征字。該命令字用來設定將要讀出的顯示RAM地址。 D3、D2、D1、DO=AAAA用來對顯示RAM的16個存儲單元尋址。D4=AI為自動增量特征位。當AI=1時，每次讀出之后，地址自動加1，指向下一個地址，所以下一次順序讀出數據時，不必重新設置讀顯示RAM命令字。第15頁/共33頁 （5）寫顯示寫顯示 RAM命令命令D7D6D5D4D3D2D1D0011AIAAAAD7、D6、D5

16、=100為該命令特征字。該命令字用來設定將要寫入的顯示RAM地址。D3、D2、D1、D0=AAAA用來對顯示RAM的16個存儲單元尋址。 D4=AI為自動增量特征位。當AI=1時，每次寫入之后，地址自動加1，指向下一個地址，所以下一次順序寫入數據時，不必重新設置寫顯示RAM命令字。第16頁/共33頁（6）顯示禁止寫入顯示禁止寫入消隱命令消隱命令D7D6D5D4D3D2D1D0101IWAIWBBLABLB D7、D6、DS=101為該命令特征位。 D3、D2=IWA，IWB位，此 2位分別用來屏蔽 A、B 2組顯示。例如當 A組的屏蔽位D3一回時，A組的顯示RAM禁止寫入。因此，從CPU寫入顯

17、示器RAM的數據不會影響A的顯示。這種情況通常在采用雙4位顯示器時使用。因為2個4位顯示器是獨立的，為了給其中一個4位顯示器輸入數據而又不影響另一個4位顯示器，因此必須對另一組的輸入實行屏蔽。 D1、D0=BLA，BLB位是2個消隱特征位。分別對2組顯示輸出進行消隱，當BL=1時，對應顯示組被消隱，而當BL=0時，則恢復正常顯示。第17頁/共33頁（7）清除命令清除命令 該命令字用來對鍵盤RAM和顯示RAM清0。 D7、D6、DS110為該特征位。 D3、D2、D1=CD CD CD，用來設定清除顯示 RAM的方式。共有 4種清 0方式，定義如下： D1=CF用來清空顯示RAM。當CF=1時，

18、執(zhí)行清除命令后，顯示RAM被清空，使中斷輸出線IRQ復位，同時，傳感器RAM的讀出地址也被清0。DO=CA是總清的特征位。它兼有CD和CF兩位的功效。當CA=1時，對顯示的清除方式由D3、D2兩位編碼決定。 清除顯示 RAM大約需要 160 s的時間，在此期間，CPU不能向顯示RAM寫人數據。第18頁/共33頁（8）結束中斷結束中斷錯誤方式設置命令錯誤方式設置命令 D7、D6、D5=111為該命令的特征位。這個命令有兩種不同的應用。作為結束中斷命令，在傳感器工作方式中用來結束傳感器RAM的中斷請求。 作為特定錯誤方式設置命令，在8279已被設定為鍵盤掃描N鍵輪回方式以后，如果 CPU給 827

19、9有寫入結束中斷錯誤方式設置命令（E=1），則 8279將以種特定的錯誤方式工作。即8279在消抖周期內，如果發(fā)現有多個鍵被同時按下，則 FIFO狀態(tài)字中的錯誤特征位 SE將置 1，并將產生中斷請求信號和阻止寫入 FIFO RAM。 至此，8279的8個命令字已介紹完畢。8個命令字均由D7、D6、D5特征位確定，當寫入8279之后能自動尋址到相應的命令寄存器。只是在寫人命令時，命令字一定要寫人命令寄存器端口中，即應讓 A0=1。第19頁/共33頁（9）8279的狀態(tài)字的狀態(tài)字 8279的狀態(tài)字，主要用于鍵盤工作方式，以指示鍵盤RAM的字符數和有無錯誤發(fā)生。D7=DU為顯示無效特征位。當DU=1

20、表示顯示無效。當顯示RAM由于清除顯示或全清命令尚未完成時，DU=1。 D6=SE為傳感器信號結束錯誤特征位。82791作在傳感器工作方式或特殊錯誤方式使用。D5、D4=O，U為超出、不足錯誤特征位。對于鍵盤RAM的操作可能出現兩種錯誤：超出或不足。鍵盤 RAM已經充滿時，若其他的鍵盤數據還企圖寫入鍵盤RAM中，則出現超出錯誤，狀態(tài)字的U位被置至；當鍵盤RAM為空時，若CPU還企圖讀出，則出現不足錯誤，狀態(tài)字的U位置1。 D3=F表示鍵盤 RAM是否已滿。當 F= 1時，表示鍵盤 RAM已滿。 D2、D1、DO=NNN表示鍵盤RAM中的字符數，最多8個。D7D6D5D4D3D2D1D0DUS/

21、EOUFNNN第20頁/共33頁 58279與鍵盤顯示器的接口 第21頁/共33頁第22頁/共33頁 圖1020為MCS5l通過8279與8位顯示器，4X8鍵盤的接口電路。圖中鍵盤的行線接8279的RL0RL3，8279選用外部譯碼方式SL0SL2經74LS138（1）譯碼輸出，接鍵盤的列線，來實現逐列掃描。SLOSL2又由 74LS138（2）譯碼輸出，經驅動后到顯示器各位的公共陰極，進行逐位掃描顯示。輸出線OUTBOOUTB3、OUTAOOUTA3作為8位段數據輸出口，輸出段碼。當位切換時，BD輸出為低電平，使74LS138（2）輸出全為高電平，顯示進行消隱。當鍵盤上出現有效的閉合鍵時，鍵

22、輸入數據自動的進入8279的鍵盤RAM存儲器，并向801請求中斷，8031響應中斷讀取鍵盤RAM中的鍵輸入數據。若要更新顯示器輸出，僅需改變8279中顯示RAM中的內容。 在圖 1020中，8279的命令狀態(tài)口地址為 7FFFH，數據口地址為 7FFEH，鍵輸入中斷服務程序和更新顯示器的輸出子程序流程如圖1021所示。與8279有關的初始化程序：第23頁/共33頁8279鍵盤、顯示電路（達盛接口實驗講義）（1）、電路原理8279顯示電路由6位共陰極數碼管顯示，74LS244為段驅動器，75451為位驅動器，可編程鍵盤電路由片74LS138組成，8279的數據口，地址，讀寫線，復位，時鐘，片選都

23、已經接好，鍵盤行列掃描線均有插孔輸出。鍵盤行掃描線插孔號為KA0KA3；列掃描線插孔號為RL0RL7；8279還引出CTRL、SHIFT插孔。六位數碼管的位選、段選信號可以從8279引入，也可以有外部的其他電路引入，原理圖如下：第24頁/共33頁第25頁/共33頁（2）、電路測試見整機測試六位數碼管電路的測試：除去電路板上數碼管右側的跳線，系統(tǒng)加點，用導線將插孔LED1接低電平（GND），再將插孔LED-A，LED-B，LED-C，LED-D，LED-E，LED-F，LED-G，LED-DP依次接高電平（VCC），則數碼管SLED1的相應段應點亮，如果所有的段都不亮，則檢查相應的芯片75451

24、，如果個別段不亮，則檢查該段的連線、及數碼管是否損壞。用同樣的方法依次檢查其它數碼管。8259顯示、鍵盤控制芯片電路的測試：加上數碼管右邊的所有短路線，復位系統(tǒng)，應能正常顯示。否則檢查8279芯片、244芯片、138芯片是否正常。第26頁/共33頁8279電路圖及說明圖中CLK對應于模塊上的8279CLK插孔，CNTL/S對應于CTRL插孔，SHIFT對應于SHIFT插孔，IRQ對應于IRQ插孔（/IRQ插孔為IRQ取反輸出）。OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3對應于模塊上的OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3插孔，用于輸出顯示段碼。Y0Y5對應于模塊上的LED1LED6插孔，用

25、于顯示和鍵盤的掃描輸出。RL0RL7對應于模塊上RL0RL7插孔，用于鍵盤的回復輸入。CS8279的用法如前所述。8279的詳細使用方法請查閱相關手冊。第27頁/共33頁圖中CLK對應于模塊上的8279CLK插孔，CNTL/S對應于CTRL插孔，SHIFT對應于SHIFT插孔，IRQ對應于IRQ插孔（/IRQ插孔為IRQ取反輸出）。OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3對應于模塊上的OUTA0OUTA3、OUTB0OUTB3插孔，用于輸出顯示段碼。Y0Y5對應于模塊上的LED1LED6插孔，用于顯示和鍵盤的掃描輸出。RL0RL7對應于模塊上RL0RL7插孔，用于鍵盤的回復輸入。CS8279

26、的用法如前所述。8279的詳細使用方法請查閱相關手冊。8279電路的基本測試方法本測試方法要用到LED/數碼管/鍵盤模塊，該模塊為對象模塊的一種，將在以后介紹其詳細用法。8279模塊的OUTB0 OUTB3接數碼管模塊的A D；OUTA0 OUTA3接數碼管模塊的E DP；LED1 LED2接數碼管模塊的SLED1 SLED2；LED1 LED4接鍵盤模塊的KEYX1 KEYX4；RL0 RL3接鍵盤模塊的KEYY1 KEYY4；8279CLK接CPU掛箱的CLK2，CS8279接CS0。第28頁/共33頁運行測試程序，按動鍵盤，如8279電路正常，數碼管上應顯示出按鍵的鍵值（此處鍵值定義為該鍵所處的行列號）。測試參考程序如下：CSEG AT 0000H LJMP START CSEG